本文選題：盾構(gòu)法　切入點(diǎn)：砂卵石地層　出處：《蘭州交通大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：盾構(gòu)法在隧道施工中的應(yīng)用越來越普遍,其施工過程不可避免地會(huì)引起地層的移動(dòng)和變形。目前,對(duì)砂卵石地層中盾構(gòu)施工地層變形規(guī)律和控制方法研究較少,缺乏可供參考的研究成果。卵石地層是一種典型的力學(xué)不穩(wěn)定層,表現(xiàn)出顆粒間點(diǎn)點(diǎn)接觸傳力,易受擾動(dòng),靈敏度高,結(jié)構(gòu)松散且無粘聚力。因此對(duì)卵石地層中盾構(gòu)開挖穩(wěn)定性的研究十分必要。本文以蘭州地鐵隧道的盾構(gòu)施工為研究背景,緊密結(jié)合蘭州城區(qū)試驗(yàn)段盾構(gòu)隧道所在位置特有的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件,對(duì)卵石地層中盾構(gòu)開挖過程中開挖面的穩(wěn)定性進(jìn)行了深入研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:1、以工程地質(zhì)與經(jīng)典土力學(xué)理論為基礎(chǔ),分析了盾構(gòu)施工引起隧道上方地層變形與失穩(wěn)的規(guī)律,提出采用地表豎向設(shè)置錨桿預(yù)加固的技術(shù)手段進(jìn)行超前地層加固。目前,這種加固理念較少用于盾構(gòu)式隧道開挖施工中,其應(yīng)用成果將為蘭州地鐵后續(xù)隧道施工及其他類似工程施工提供重要參考,具有創(chuàng)新性和較高的工程應(yīng)用價(jià)值。2、根據(jù)砂卵石地層太沙基有效松動(dòng)土壓力計(jì)算理論,結(jié)合蘭州地鐵隧道試驗(yàn)段的地層條件,計(jì)算了隧道上覆土壓力。采用極限分析理論,結(jié)合楔型土體壓力計(jì)算模型,提出保證盾構(gòu)施工中開挖面土體穩(wěn)定性的支護(hù)力計(jì)算公式,確定了盾構(gòu)施工中推進(jìn)力和隧道開挖面支護(hù)力的安全范圍,為有效降低隧道施工引起的地表下沉或隆起提供了可靠的理論依據(jù)。3、以蘭州地鐵為背景,對(duì)錨桿預(yù)加固的加固機(jī)理及效果進(jìn)行理論分析和計(jì)算,得出設(shè)置豎向錨桿可在不同程度提高地層土體的粘聚力和內(nèi)摩擦角,減小開挖面的支護(hù)壓力,從而有效提高砂卵石地層的強(qiáng)度及開挖面的穩(wěn)定性。4、借助有限分差計(jì)算軟件FLAC 3D,模擬分析錨桿豎向加固作用效果,并通過調(diào)整錨桿入土深度和布設(shè)間距,進(jìn)行錨桿加固效果對(duì)比。
[Abstract]:The application of shield method in tunnel construction is becoming more and more common, and the construction process will inevitably lead to the movement and deformation of stratum. At present, there are few researches on deformation law and control method of shield construction stratum in sand pebble stratum. The pebble stratum is a kind of typical mechanical instability layer, which shows contact force between particles, is easily disturbed, and has high sensitivity. The structure is loose and there is no cohesion. So it is necessary to study the stability of shield tunneling in pebbles. This paper takes the shield construction of Lanzhou subway tunnel as the research background. Based on the engineering geological and hydrogeological conditions of the location of shield tunnel in Lanzhou urban test section, the stability of excavating surface during the excavation of shield in pebble strata is studied in depth. The main research contents are as follows: 1. Based on engineering geology and classical soil mechanics theory, the law of ground deformation and instability caused by shield tunneling is analyzed. This paper puts forward the technical means of pre-reinforcement of ground surface vertical bolting. At present, this kind of reinforcement concept is seldom used in the excavation of shield tunnel. The application results will provide an important reference for the construction of Lanzhou Metro follow-up tunnel and other similar projects, and have innovative and high engineering application value .2.According to the calculation theory of effective loose soil pressure of Taishaji in sand pebble formation, Combined with the formation conditions of the experimental section of Lanzhou Metro Tunnel, the overlying earth pressure of the tunnel is calculated. By using the limit analysis theory and the calculation model of the wedge soil pressure, the formula for calculating the supporting force to ensure the stability of the excavated surface in shield tunneling is put forward. The safe range of propelling force and tunnel excavation support force in shield construction is determined, which provides a reliable theoretical basis for effectively reducing the surface subsidence or uplift caused by tunnel construction, taking Lanzhou Metro as the background. Through theoretical analysis and calculation of reinforcement mechanism and effect of pre-reinforcement of anchor rod, it is concluded that setting vertical anchor rod can increase cohesion and internal friction angle of soil in different degree, and reduce the support pressure of excavated surface. In order to effectively improve the strength of sand pebble formation and the stability of excavated surface. With the help of finite difference calculation software FLAC 3D, the effect of vertical reinforcement of anchor rod is simulated and analyzed, and the depth and spacing of anchor rod are adjusted. The effect of anchor reinforcement is compared.
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U231.3;U455.43

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